Question

18．（1）Na₂CO₃溶液呈碱性的原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-（写出有关的离子方程式），将NaHCO₃溶液跟Al₂（SO₄）₃溶液混合，相关反应的离子方程式是3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓．
（2）现有浓度均为0.2mol/L的Na₂CO₃溶液与NaHCO₃溶液，试回答下列问题：
①pH大小：Na₂CO₃＞NaHCO₃（填＞、=、＜）；
②微粒种类：Na₂CO₃=NaHCO₃ （填＞、=、＜）；
③两溶液分别加入0.1molNaOH固体，恢复到原温度，Na₂CO₃溶液中的c（CO₃^2-）
增大（填“增大、减小或不变”）、NaHCO₃溶液中的c（HCO₃^-）减小（填“增大、减小或不变”）．
（3）常温下，甲为0.1mol/L的HA溶液，pH＞1；乙为0.1mol/L BOH溶液，且溶液中c（OH^-）/c（H⁺）=10¹²．请分别写出甲、乙两溶液中溶质的电离方程式HA?H⁺+A^-、BOH?B⁺+OH^-．
（4）相同条件下，对于浓度均为0.1mol/L的NaCl溶液和CH₃COONa溶液，溶液中的离子总数：NaCl溶液＞CH₃COONa溶液（填＞、=、＜）．
（5）物质的量浓度相同的 ①氨水 ②氯化铵 ③碳酸氢铵 ④硫酸氢铵 ⑤硫酸铵五种溶液中c（NH₄⁺）由大到小的顺序是（填写编号）⑤＞④＞②＞③＞①
（6）浓度均为0.1mol/L的6种溶液：①HNO₃  ②CH₃COOH  ③NaOH  ④CH₃COONa  ⑤KCl ⑥NH₄Cl，溶液pH值由小到大的顺序是（填写编号）①②⑥⑤④③．
（7）在钢铁发生的吸氧腐蚀中正极上的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

Answer 1

分析 （1）碳酸钠是强碱弱酸盐，水解显碱性；NaHCO₃水解溶液呈碱性，Al₂（SO₄）₃在溶液中水解显酸性，二者混合发生相互促进的水解，生成二氧化碳和氢氧化铝；
（2）①酸（碱）越弱，则对应的盐的水解程度越大；
②CO₃^2-的水解分两步，而HCO₃^-既能水解又能电离，据此分析离子种类；
③依据碳酸钠水解平衡分析，加入氢氧化钠增大氢氧根离子浓度，平衡左移；碳酸氢钠溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧根离子和碳酸氢根离子电离出的氢离子反应．促进电离正向进行；
（3）依据溶质浓度和溶液PH分析判断HA为弱酸，乙溶液中根据离子积常数和（OH^-）：c（H⁺）=10¹² 计算溶液中的氢氧根离子浓度分析判断BOH是强碱还是弱碱；依据强电解质、弱电解质写出电离方程式；
（4）醋酸钠溶液中醋酸根离子水解生成醋酸和氢氧根离子溶液中离子积是常数分析；
（5）依据溶质浓度不考虑水解计算铵根浓度比较大小，然后再依据其他离子对铵根离子水解平衡的影响，弱电解质电离程度小，铵根离子水解程度小；
（6）先将物质的按照碱、盐、酸的顺序分类，再根据盐的水解和弱电解质的电离特点比较PH，再按照溶液的PH由大到小进行排序；
（7）吸氧腐蚀中，正极氧气得到电子生成氢氧根离子．

解答 解：（1）碳酸钠是强碱弱酸盐，分步水解，水解离子方程式为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
HCO₃^-水解，反应为：HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-，溶液呈碱性；Al³⁺水解，反应为：Al³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺，Al₂（SO₄）₃溶液呈酸性；
NaHCO₃溶液跟Al₂（SO₄）₃溶液混合，发生相互促进的水解：3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓，产生大量的气体和沉淀．
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓；
（2）①CO₃^2-对应的酸为HCO₃^-，而HCO₃^-对应的酸为H₂CO₃，由于酸性H₂CO₃＞HCO₃^-，而酸越弱，盐越水解，故Na₂CO₃的水解程度大于NaHCO₃的水解程度，即Na₂CO₃ 溶液的碱性强于NaHCO₃的碱性，则PH大小：Na₂CO₃＞NaHCO₃，故答案为：＞；
②CO₃^2-的水解分两步进行：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，故Na₂CO₃溶液中存在Na⁺、CO₃^2-、HCO₃^-、H₂CO₃、OH^-、H⁺、H₂O，而HCO₃^-既能水解又能电离：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，故故NaHCO₃溶液中存在Na⁺、CO₃^2-、HCO₃^-、H₂CO₃、OH^-、H⁺、H₂O，所以两种溶液中微粒种类相同，
故答案为：=；
③依据碳酸钠水解平衡分析，加入氢氧化钠增大氢氧根离子浓度，平衡左移，碳酸根离子浓度增大；碳酸氢钠溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧根离子和碳酸氢根离子电离出的氢离子反应．促进电离正向进行，碳酸氢根离子浓度减小，
故答案为：增大；减小；
（3）甲为0.1mol/L的HA溶液，pH＞1，说明酸为完全电离，依据溶质浓度和溶液PH分析判断HA为弱酸，乙溶液中c（H⁺）c（OH^-）=10^-14，根据离子积常数和c（OH^-）：c（H⁺）=10¹² 计算溶液中的氢氧根离子浓度为：c（OH^-）=10^-13mol/L，分析判断BOH是弱碱；依据弱电解质存在电离平衡写出电离方程式为：HA?H⁺+A^-，BOH?B⁺+OH^-，故答案为：HA?H⁺+A^-；BOH?B⁺+OH^-；
（4）醋酸钠溶液中醋酸根离子水解生成醋酸和氢氧根离子，溶液中离子积是常数，所以醋酸钠溶液中微粒数减小，故答案为：＞；
（5）依据溶质浓度不考虑水解计算铵根浓度比较大小，然后再依据其他离子对铵根离子水解平衡的影响，弱电解质电离程度小，铵根离子水解程度小；
物质的量浓度相同的①氨水 ②氯化铵 ③碳酸氢铵 ④硫酸氢铵 ⑤硫酸铵五种溶液中，依据溶质浓度不考虑水解计算铵根浓度比较大小，然后再依据其他离子对铵根离子水解平衡的影响，弱电解质电离程度小，铵根离子水解程度小，c（NH₄⁺）由大到小的顺序是：⑤＞④＞②＞③＞①，
故答案为：⑤＞④＞②＞③＞①．
（6）属于碱的为：③NaOH；
水解呈碱性的为：④CH₃COONa，但由于水解程度较小，则pH：③＞④；
溶液呈中性的为：⑤KCl；
溶液呈酸性的有：①②⑥，其中①为一元强酸，②为一元弱酸，⑥水解呈酸性，浓度相同时，
溶液的pH：⑥＞②＞①，综合以上分析可知，溶液的pH由大到小的顺序是为：①②⑥⑤④③，
故答案为：①②⑥⑤④③；
（7）钢铁发生吸氧腐蚀的正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正确的反应式为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

点评 本题考查了离子浓度的大小比较以及盐溶液水解程度大小判断，为高频考点，注意“越弱越水解”是解答的关键，题目难度中等．